很不错的CDMA通信原理培训课件

3 (3 − 8) z i (t ) = Ai ∑ c j (t − t i )b j (t − t i ) cos(ω c t + ϕ i ) j =1 式（3－8）中包含了所需的信号和其它用户的信号。 与 cos(ω c t + ϕ 1 )相乘，即得发端合路信号y (t )，然后与本地 可恢复出b1 (t )。下面形象地说明解扩过程。 接收机核心部件是相干解调、解扩部件。z i (t )通过解调器，
b2(t)
移动台C 移动台 b3(t)
×
y3(t)
×
射频调制
×
射频 解调
×
Tb
0
cos(ω c t＋α 3 )
cos(ω c t + φ3 ) c3 (t − t3 )
b3(t)
输入
扩频
解扩
比特 检测
输出
由上图可见，在基站接收天线上信号为 z (t ) = ∑ Ai ci (t − ti )bi (t − ti ) cos(ω c t + ϕ i ) + n(t )
1 b1(t) 0 -1 “0” 1 c1(t) 0 -1 1 y1(t) 0 -1 “0” “0” “1” “1” Tb Tc “1” “0”
时间0
y1(t) ＝b1(t) × c1(t) 波形
1 b2(t) 0 -1 1 c2(t) 0 -1 1 y2(t) 0 -1
“1”
“1”
“1” “0”
y2(t)
y (t) ∑ ×
cos ω c t
z2
×
y (t)
×
Tb
0
c3(t) × y3(t)
cos(ω c t + φ 2 ) c2 (t − t 2 )
z3
合路 射频 调制
×
y (t)
×
Tb
0
输入
扩频
cos(ω c t + φ3 ) c3 (t − t3 )
射频 解调
解扩
比特 检测
输出
简化的CDMA系统下行链路组成方框图 简化的CDMA系统下行链路组成方框图 CDMA
2.反向链路的功率控制
反向链路功率控制属于分布式功控， 反向链路功率控制属于分布式功控，用 来控制各移动台的发射功率大小， 来控制各移动台的发射功率大小，使基站接 收到的所有移动台的信号功率或信干比基本 相等。 相等。 使各用户之间相互干扰最小，达到克服“ 使各用户之间相互干扰最小，达到克服“远 近效应”的目的； 近效应”的目的； 使系统容量达到最大（CDMA为干扰受限系统 为干扰受限系统， 使系统容量达到最大（CDMA为干扰受限系统， 干扰小，容量就大）； 干扰小，容量就大）； 使移动台发射功率最合理，以节省能量， 使移动台发射功率最合理，以节省能量，延 长电池使用寿命。 长电池使用寿命。
i =1 3
ti → 各个移动台至基站传输的时间； n(t ) → 背景噪声。
(3－10)
上式只有第一项是有用信号，第二项是来自其它移动台(共M − 1)的干扰。
2
不管是－1或＋1，其平方恒为1。通过解扩，即可得到有用的数据信息bi (t )。由于 和噪声已降到很小。
再与ci (t − ti )相乘(即解扩)。由于ci (t − ti )× ci (t − ti )＝ci2 (t − ti ) ＝1，因为二进制序列
i =1 3
(3－9)
式中，Ai → 各个移动台至基站传输损耗系数；
ϕ i → 各个载频相位由α i 变为ϕ i (由ti引起)；
式(3－9 )为3个用户情况，它可推广到M个用户。这样，在接收某一个用户支路时， 如在基站接收第i个支路解调器的输入端为 zi (t ) = ∑ Ai ci (t − ti )bi (t − ti ) cos(ω c t + ϕ i ) + (M－1)干扰＋n(t )
zi (t )与 cos(ω c t + ϕ i )相乘(即相干解调)，上式第一项将产生( Ai 2 )ci (t − ti )bi (t − ti )。
(M − 1)干扰和噪声与ci (t )不相关，解扩中，将它们的谱密度大大下降，输出干扰
第二节
CDMA蜂窝网的关键技术 CDMA蜂窝网的关键技术
每隔Tb积分 判决数据
6 “1”
－4 “0”
8 “1”
8 “1”
-8 “0”
三、CDMA上行链路 CDMA上行链路
在码分多址通信系统中， 在码分多址通信系统中，由移动台发往基站 的无线线路称为上行链路，即反向链路。 的无线线路称为上行链路，即反向链路。上行链路 发方是各自独立的移动台， 发方是各自独立的移动台，基站接收各个移动台的 信号。与下行链路相类似， 信号。与下行链路相类似，发端仍采用直接序列扩 频和射频调制。收方进行解调、解扩，积分判决， 频和射频调制。收方进行解调、解扩，积分判决， 输出数据， 输出数据，在解调和解扩中必须由载频同步和时间 同步作保证。 同步作保证。
伪码c1 (t − t1 ) × c1 (t − t1 ) = 1，所以y (t )与本地伪码相乘（解扩）
3 2 1 y(t) 0 -1 -2 -3 1 c1(t) 0 -1 3 2 1 y(t) c1(t) 0 -1 -2 -3
每隔Tb积分 判决数据
6 “1”
－4 “0”
－6 “0”
2 “1”
12 “1”
在同样地形、地物条件下，传输损耗近似与距离的4次方成 正比，即有： LA (d 2 ) d 2 ＝ LA (d1 ) d1
4
Rd 2，d1 = LA (d 2 )－LA (d1 )
d2 ， Rd 2，d1＝40 lg → d1
(3－12)
如d 2＝5000m，d 2＝500m，则Rd 2，d1＝40dB。
c1(t)
移动台A 移动台 b1(t)
×
c2(t)
y1(t)
×
×
×
∫ ∫ ∫
Tb
0
cos(ω c t＋α1 )
cos(ω c t + φ1 ) c1 (t − 台 b2(t)
×
c3(t)
y2(t)
×
×
×
Tb
0
cos(ω c t＋α 2 )
cos(ω c t + φ 2 ) c2 (t − t 2 )
“1” Tb Tc
“1” “0”
时间0
图3－8 y2(t) ＝b2(t) × c2(t) 波形
1 b3(t) 0 -1 1 c3(t) 0 -1 1 y3(t) 0 -1
“1”
“1” “0”
“1”
“1” Tb Tc “0”
“1”
时间0
图3－9 y3(t) ＝b3(t) × c3(t) 波形
3 2 1 y(t) 0 -1 -2 -3 时间0
由于MS1和MS 2发射频率相同均为f c，当基站接收远距离MS 2时， 必将受到MS1信号的干扰。如果不实施功率控制，即各移动台 发射功率相同，则两移动台至基站的功率电平差异仅决定于传 输损耗之差。近端对远端的干扰比
(3－11) 式中，LA (d 2 )和LA (d1 )均以dB计，LA (d 2 )为d 2的路径传输损耗， LA (d1 )为d1的路径传输损耗。
发送端：将待传的话音通过A/D转换将模拟 发送端：将待传的话音通过A/D转换将模拟 A/D 语音转变成二进制数据信息， 语音转变成二进制数据信息，通过高速率 的伪随机扩频调制，从原理上讲，两者相 的伪随机扩频调制，从原理上讲， 扩展到一个很宽的频带， 乘，扩展到一个很宽的频带，因而在信道 中传输信号的带宽远远大于信息带宽。 中传输信号的带宽远远大于信息带宽。
接收端：接收机接收到有用信号、各种干扰和噪声。 接收端：接收机接收到有用信号、各种干扰和噪声。 本地伪码与有用扩频信号中伪码一致， 本地伪码与有用扩频信号中伪码一致，通过相关运 算还原成原始窄带信号，顺利通过窄带滤波器， 算还原成原始窄带信号，顺利通过窄带滤波器，恢 复语音数据。而接收到的干扰和噪声， 复语音数据。而接收到的干扰和噪声，由于和本地 伪随机序列不相关，经过接收解扩， 伪随机序列不相关，经过接收解扩，将干扰和噪声 频谱大大扩展，频谱功率密度大大下降， 频谱大大扩展，频谱功率密度大大下降，落入窄带 滤波器的干扰和噪声分量大大下降，因此在窄带滤 滤波器的干扰和噪声分量大大下降， 波器输出端的信噪比(或信干比)得到了极大改善。 波器输出端的信噪比(或信干比)得到了极大改善。
二、CDMA系统下行链路 CDMA系统下行链路
下行链路（基站→ 1.下行链路（基站→ 移动台） 移动台）组成 为了简明说明CDMA通信原理，现仅以3 为了简明说明CDMA通信原理，现仅以3 CDMA通信原理 个移动用户为例，下图示出了下行链路组 个移动用户为例， 成方框图。 成方框图。
c1(t)
CDMA 通 信 原 理
第一节
CDMA基本原理 CDMA基本原理
CDMA是利用码序列正交性或准正交区分 CDMA是利用码序列正交性或准正交区分 不同用户，它是在同频、同时条件下。 不同用户，它是在同频、同时条件下。各个 接收机根据信号码型之间的差异分离出需要 的信号。 的信号。 CDMA通信的基本原理 一、CDMA通信的基本原理 CDMA通信与传统的通信系统相比较 通信与传统的通信系统相比较， CDMA通信与传统的通信系统相比较，发端多 了扩频调制，收端多了扩频解调。 了扩频调制，收端多了扩频解调。
3 2 1 y(t) 0 -1 -2 -3 1 c2(t) 0 -1 3 2 1 y(t) c2(t) 0 -1 -2 -3
每隔Tb积分 判决数据
2 “1”
6 “1”
－8 “0”
4 “1”
10 “1”
3 2 1 y(t) 0 -1 -2 -3 1 c3(t) 0 -1 3 2 1 y(t) c3(t) 0 -1 -2 -3